光合作用的化学方程式的反应条件

    光化学的化学意义

    光的物理性质，有物理学的光学这一部门在研究着。

    从化学的角度来谈光，主要的有光能跟化学能的转换，即利用光的作用，促使化学反应产生新物质，或利用物质间的化学反应产生光，这类反应又统称为光化学反应。人尽皆知的植物的光合作用，就是关系到大地繁荣，万物衍生的一个光化学反应。

    由于植物光合作用的重要性实在太大了，尽管一开始就说它，未免太复杂，但提到它大家都有切身感受，作为第一个问题来讲，也许会兴趣大一些。

    植物的最大本领之一，就是能进行光合作用。本世纪初，德国的化学家维尔斯滕特，对植物色素特别是叶绿素的研究，获得了1915年的诺贝尔化学奖。

    人们常把植物吸收了太阳光，就能将二氧化碳和水制成葡萄糖的这一本领，说成植物会进行光合作用。根据近代科学研究的结果表明，这样说，一方面是过分夸大了“光合作用”的作用，另一方面又是过分小看了光合作用的“作用”。

    植物能把二氧化碳和水制成葡萄糖（接着再制成其他物质且不说），反应过程十分复杂，到现在人们还没有把它完全弄清楚，只是了解个大概情况和知道了部分物质的结构。而“光”所起的作用，只是一系反应中的一小节，其他的反应都是不需光而在继续进行的。由光引起的这一小节的反应叫做“光反应”，其他的反应叫做“暗反应”。“光合作用”，指的是光反应的那一小节，没有暗反应还是生成不了葡萄糖，没有光合作用的“作用”，即缺了光反应，后面的暗反就成了无米之炊。叶绿素所起的只是从光中取得能量的作用，使水分子变成氧气分子、氢离子和自由电子，从而使以下的暗反应得以继续进行，光所起的作用仅在于此，但这是绿色植物所特有的。

    照相术中的感光材料，在曝光时所起的变化，是光化学反应的又一具体应用。现在的感光材料主要是银盐，有氯化银、溴化银和碘化银，它们统称卤化银。在对涂有卤化银胶片曝光的一瞬间，被光照的部分，就有极少的卤化银分解成银原子，它少得只有用电子显微镜才能看到，但对这时底片来说，已按照像时的画面形成了一个潜影。将这一底片放到具有还原性的药液中，在潜影部位的卤化银，受感光时生成的银粒作用，纷纷被还原成银，而没有感光的部位，则仍是卤化银，这一过程叫显影。然后把适当显影后的底片，放到能够溶解卤化银的药液中，把未被感光的卤化银溶解掉，这一过程就叫定影。被感光后的底片或相纸，必须经过显影和定影这两步，再用清水洗净后，就会留有永久性的黑色画面了。

    说照相是光化学反应，其实这反应只发生在瞬间。要得到一张相片，还得经过很多其他的化学反应，黑白的和彩色的摄影都是如此。

    事实上由光引起的化学反应很普遍，对人有益的，能被人们利用的光化学反应，只是其中的极少数，而多数会给人带来麻烦，甚至会造成危害，如造成大气污染的各种情况中，有一种叫做光化学烟雾的形成，就是光（主要是来自太阳光中的紫外线）在担任了助纣为虐的角色。在光化学烟雾形成之前，空气中最初的污染物，有氮氧化物（NO₂）、汽车尾气中放出的有机物，本来这些物质毒性在浓度很小时并不算太大。但是，由于紫外线的引发，它们经过一系列反应，生成了一种叫做氧化酰基硝酸酯的毒性物质，它能引起流泪，并损伤肺细胞，严重有害有人体健康。如何减少和防止这类有害的光化学反应；如改进染料结构，使它经久耐晒不褪色；在橡胶或塑料中添加某种药剂，使它经晒耐用不老化，也是化学家研究的课题。

    光化学反应的一个可爱之处，就是它能吸收光特别是太阳光中的能，把它贮藏在反应后的生成物中，人们如会把这生成物中的能放出来，间接的就是利用了太阳能了。我们拿植物做燃料，或是当食物，归根到底就是利用太阳能。现有的各种燃料，如煤和石油，是亿万年前光合作用的产物，它们不仅燃烧时对空气有污染，而且不久将会用完。人们要开发新能源，主要目标还是太阳能。太阳能的新利用、除了物理方法外，化学家正在研究模拟的光合作用，也在研究用太阳能制氢气的化学方法。有了大量的廉价氢气，解决空气污染的问题，也就是指日可数的了。